Материнский поцелуй томата: как гибридизация подарила миру картофель

Томаты и картофель не только звучат похоже и отлично сочетаются на тарелке — они ближайшие родственники.

"Один мог породить другого", — утверждают ученые.

Согласно исследованию, опубликованному в Cell, около 9 миллионов лет назад дикие томаты скрестились с другой древней группой растений, и гибридное потомство получило нужный набор генов для формирования клубней.

"Томат — это мать картофеля", — говорит геномный биолог Санвэн Хуан из Китайской академии сельскохозяйственных наук, руководитель исследования.

Как появилась картофельная машина

Гибридизация, по мнению авторов, позволила ранним картофелям освоить новые климатические зоны — от тёплых равнин до холодных горных лугов, где предковые линии выживали хуже.

Ключевыми оказались два гена:

• SP6A — "переключатель" формирования клубней, унаследованный от томатов;

• IT1 — регулятор роста подземных стеблей, доставшийся от группы Etuberosum.

Клубни стали настоящим прорывом: они запасали питательные вещества и позволяли растениям размножаться вегетативно, обходясь без опылителей. Это помогло гибридным видам преодолеть возможные проблемы с плодовитостью и расширить ареал.

Взрывное разнообразие

Анализ 44 диких видов картофеля, трёх представителей Etuberosum и 15 видов диких томатов показал: во всех геномах картофеля есть равномерная смесь генов обеих групп. Учёные рассчитали, что гибридизация совпала по времени с быстрым поднятием Анд. Новые экологические ниши могли способствовать тому, что дикие картофели эволюционировали в новые виды на 20—36% быстрее, чем их "родственники".

Подобные примеры известны и в других группах: у цихлид или подсолнечников гибридизация повышала генетическое разнообразие сильнее, чем обычные мутации.

"Гибридизация не просто создала новый вид — она построила адаптивную машину", — подчёркивает Хуан.

Споры и перспективы

Не все учёные убеждены, что именно этот процесс стал единственной причиной появления клубней.

"Доказательства гибридного происхождения картофеля убедительными, но вопросы о роли гибридизации в его дальнейшем расцвете остаются", — считает Томас Штэдлер.

"Понимание генетических основ можно использовать для создания новых сортов картофеля и даже для превращения томатов в клубнеобразующие растения путём добавления генов IT1 и других", — смотрит вперёд Хуан.

Это было бы повторением эволюционного эксперимента, произошедшего миллионы лет назад в Андах.